FR2946088A1

FR2946088A1 - System for producing electric energy, has heat exchanger provided between compressor and expansion turbine, and gasification unit that transforms substance e.g. biomass, into fuel gas for supplying fuel to combustion unit

Info

Publication number: FR2946088A1
Application number: FR0902565A
Authority: FR
Inventors: Etienne Lebas
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: Cogebio Fr
Priority date: 2009-05-26
Filing date: 2009-05-26
Publication date: 2010-12-03
Anticipated expiration: 2029-05-26
Also published as: FR2946088B1

Abstract

The system has a gas turbine (10) comprising a gas compressor (16) installed on a compression stage. A heat exchanger (18) i.e. sequential type rotary regenerative exchanger, is provided between the compressor and an expansion turbine (20). A combustion unit e.g. burner (12), is supplied with gaseous oxidant and fuel gas. A gasification unit i.e. gasifier (14), transforms a substance e.g. biomass, into the fuel gas for supplying fuel to the combustion unit.

Description

La présente invention se rapporte à un système de production d'énergie, notamment d'énergie électrique et/ou calorifique, comprenant une turbine à gaz et un gazéifieur. The present invention relates to a system for producing energy, particularly electrical and / or heat energy, comprising a gas turbine and a gasifier.

La turbine à gaz comprend généralement au moins un compresseur à au moins un étage de compression, au moins une turbine de détente, un dispositif d'échange de chaleur entre le compresseur et la turbine permettant de chauffer les gaz comprimés par le compresseur pour les envoyer avec une température élevée à la turbine de détente. The gas turbine generally comprises at least one compressor with at least one compression stage, at least one expansion turbine, a device for exchanging heat between the compressor and the turbine for heating the compressed gases by the compressor to send them with a high temperature at the expansion turbine.

Comme cela est déjà connu par le document EP 1 178 195, ce type de système utilise un échangeur de chaleur parcouru, d'une part, par les fumées chaudes issues d'un brûleur utilisant un comburant et un combustible, et, d'autre part, par les gaz comprimés sortant du compresseur. As already known from document EP 1 178 195, this type of system uses a heat exchanger traversed, on the one hand, by the hot fumes from a burner using an oxidizer and a fuel, and, on the other hand, on the other hand, by the compressed gases leaving the compressor.

Lors de cet échange, la chaleur contenue dans les fumées est transmise aux gaz comprimés du compresseur traversant cet échangeur. De ce fait, les gaz comprimés chauds arrivent à l'entrée de la turbine de détente avec une température et une pression suffisante pour la faire tourner. Sous l'impulsion de cette rotation, cette turbine entraîne un arbre auquel elle est liée et qui est également relié au compresseur. Un générateur de courant, généralement une génératrice, est couplé soit à la turbine, soit au compresseur pour produire un courant électrique. During this exchange, the heat contained in the fumes is transmitted to compressed gases of the compressor passing through this exchanger. As a result, the hot compressed gases arrive at the inlet of the expansion turbine with sufficient temperature and pressure to rotate it. Under the impulse of this rotation, this turbine drives a shaft to which it is linked and which is also connected to the compressor. A current generator, usually a generator, is coupled to either the turbine or the compressor to produce an electric current.

Il est également connu par le document WO 02/055855 d'utiliser pour le 25 brûleur un combustible solide à base de biomasse de manière à générer par combustion les gaz chauds prévus pour traverser l'échangeur. It is also known from WO 02/055855 to use a biomass-based solid fuel for the burner so as to generate, by combustion, the hot gases intended to pass through the exchanger.

A titre d'exemple, la biomasse utilisée peut être une substance solide et/ou liquide qui peut être choisie parmi les produits à base de cellulose ou de 30 ligno-cellulose, comme le bois, la paille, les algues,... et/ou à base de produits agricoles et dérivés, comme les huiles végétales, les graisses animales, ... By way of example, the biomass used may be a solid and / or liquid substance which may be chosen from cellulose or lignocellulose products, such as wood, straw, algae, and the like. / or based on agricultural products and derivatives, such as vegetable oils, animal fats, etc.

Les systèmes de l'art antérieur tels que mentionnés ci-dessus présentent des inconvénients non négligeables. En effet, le procédé le plus utilisé pour ce type de brûleur, dans une gamme de puissance de la turbine de 100 KWth à 1000 KWth (KWth : KiloWatt thermique), est le foyer à grille mobile utilisant la biomasse comme combustible. Ce procédé connu présente l'inconvénient d'imposer la présence d'un dépoussiéreur volumineux et coûteux à la sortie du foyer pour traiter les émissions de particules résultant de cette combustion. De plus, cette combustion génère des polluants, comme les oxydes d'azote, le monoxyde de carbone, les hydrocarbures aromatiques polycycliques, les dioxines, qui sont liés à la présence de zones froides dans la chambre du foyer. En outre, ce foyer entraîne des limitations sur la qualité du combustible à utiliser et plus particulièrement nécessite l'emploi d'un combustible à base de biomasse avec une humidité inférieure à 30 % pour disposer de fumées suffisamment chaudes, c'est-à-dire à environ 1000°C et avec une température de fusion des cendres supérieure à environ 1200°C pour éviter le blocage de ses grilles mobiles. En plus, il est indispensable d'injecter sous la grille de l'air comburant avec une température ambiante pour éviter une surchauffe des pièces métalliques du foyer. Ceci ne peut que limiter les possibilités de recyclage d'air chaud issu de la turbine à gaz. Systems of the prior art as mentioned above have significant disadvantages. Indeed, the most used method for this type of burner, in a turbine power range of 100 KWth to 1000 KWth (KWth: KiloWatt thermal), is the movable gate furnace using biomass as fuel. This known method has the disadvantage of imposing the presence of a large and expensive dust collector at the outlet of the furnace to treat the particulate emissions resulting from this combustion. In addition, this combustion generates pollutants, such as nitrogen oxides, carbon monoxide, polycyclic aromatic hydrocarbons, dioxins, which are related to the presence of cold zones in the fireplace chamber. In addition, this focus causes limitations on the quality of the fuel to be used and more particularly requires the use of a biomass fuel with a moisture of less than 30% to have smoke sufficiently hot, that is to say say at about 1000 ° C and with an ash melting temperature greater than about 1200 ° C to prevent blockage of its mobile grids. In addition, it is essential to inject under the grate of the combustion air with an ambient temperature to avoid overheating of the metal parts of the fireplace. This can only limit the possibilities of recycling hot air from the gas turbine.

La présente invention se propose de remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus grâce à un système de production d'énergie électrique qui permette d'obtenir un haut rendement énergétique en utilisant un combustible de type biomasse avec une minimisation des émissions de polluants et/ou de particules. The present invention proposes to overcome the drawbacks mentioned above by means of an electrical energy production system which makes it possible to obtain high energy efficiency by using a biomass-type fuel with a minimization of pollutant emissions and / or particles.

A cet effet, la présente invention concerne un système de production d'énergie, notamment électrique, comportant une turbine à gaz avec au moins un compresseur à au moins un étage de compression, au moins une turbine de détente, un échangeur de chaleur entre ledit compresseur et ladite turbine de détente, et un moyen de combustion alimenté en un comburant gazeux et en un gaz combustible, caractérisé en ce que le système comprend un moyen de gazéification pour transformer une substance en un gaz combustible permettant d'alimenter le moyen de combustion en combustible. For this purpose, the present invention relates to a system for producing energy, in particular electrical power, comprising a gas turbine with at least one compressor with at least one compression stage, at least one expansion turbine, a heat exchanger between said compressor and said expansion turbine, and a combustion means fed with a gaseous oxidant and a fuel gas, characterized in that the system comprises a gasification means for converting a substance into a fuel gas for supplying the combustion means in fuel.

Le moyen de gazéification peut comprendre au moins une entrée de gaz détendu provenant de la turbine de détente. The gasification means may comprise at least one expanded gas inlet from the expansion turbine.

Avantageusement, le moyen de gazéification peut comprendre un réacteur à lit fixe. Advantageously, the gasification means may comprise a fixed bed reactor.

L'échangeur de chaleur peut être un échangeur régénératif et préférentiellement un échangeur régénératif rotatif de type séquentiel. L'échangeur peut comprendre une entrée d'un mélange de gaz chauds issus du moyen de combustion et de gaz détendu provenant de la turbine de détente. The heat exchanger may be a regenerative exchanger and preferably a rotary regenerative exchanger of sequential type. The exchanger may comprise an inlet of a mixture of hot gases from the combustion means and expanded gas from the expansion turbine.

20 Le moyen de combustion peut comprendre au moins une entrée d'un mélange de gaz combustible et de gaz détendu provenant de la turbine de détente. The combustion means may comprise at least one inlet of a mixture of combustible gas and expanded gas from the expansion turbine.

Le moyen de combustion peut comprendre au moins une entrée de gaz 25 combustible et une entrée de gaz détendu provenant de la turbine de détente. The combustion means may comprise at least one fuel gas inlet and a expanded gas inlet from the expansion turbine.

La substance peut comprendre de la biomasse sous forme solide et/ou liquide. The substance may comprise biomass in solid and / or liquid form.

30 Le système peut comprendre un générateur de fluide chaud traversé par les gaz chauds sortant de l'échangeur.15 Les autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux décrits à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre uniquement illustratif et non limitatif, et en se référant à la figure unique qui est un schéma illustrant le système de production d'énergie électrique selon l'invention. The system may comprise a hot fluid generator traversed by the hot gases exiting the heat exchanger. The other features and advantages of the invention will be better described on reading the following description, given solely for illustrative purposes and non-limiting, and with reference to the single figure which is a diagram illustrating the electric power generation system according to the invention.

Sur cette figure, le système de production d'énergie comprend une turbine à gaz 10, un moyen de combustion 12, désigné dans la suite de la description en tant que brûleur, d'un mélange entre un comburant et un combustible provenant d'un moyen de gazéification 14 de substances solides et/ou liquides, ici à titre d'exemple de la biomasse. In this figure, the energy production system comprises a gas turbine 10, a combustion means 12, designated in the following description as a burner, of a mixture between an oxidant and a fuel from a Gasification means 14 of solid and / or liquid substances, here as an example of the biomass.

La turbine à gaz comprend un compresseur de gaz 16 avec au moins un étage de compression, un échangeur de chaleur 18, une turbine de détente 20 à au moins un étage reliée par un arbre 22 au compresseur. Cette turbine comprend également un moyen de production d'énergie électrique 24 commandé par le compresseur et qui comprend une génératrice électrique 26 reliée par un arbre 28 à ce compresseur. Bien entendu, cette génératrice peut être alternativement reliée à la turbine de détente par un arbre. The gas turbine comprises a gas compressor 16 with at least one compression stage, a heat exchanger 18, an expansion turbine 20 with at least one stage connected by a shaft 22 to the compressor. This turbine also comprises an electric power generation means 24 controlled by the compressor and which comprises an electric generator 26 connected by a shaft 28 to this compressor. Of course, this generator can be alternately connected to the expansion turbine by a shaft.

L'échangeur de chaleur 18 peut être un échangeur conventionnel de type tubes-calandre ou à plaques alternées à flux croisés par exemple. Cet échangeur peut également être un échangeur régénératif et plus particulièrement un échangeur rotatif régénératif basé sur le principe des échangeurs de type Lugjstrôm, comme cela a été décrit dans la demande de brevet français N° 2 916 240 du demandeur, et qui comporte un disque avec une multiplicité de secteurs radiaux parcourus alternativement par des gaz chauds provenant du brûleur 12 et par les gaz comprimés issus du compresseur 16. The heat exchanger 18 may be a conventional heat exchanger of the tube-calender or alternating cross-flow plate type, for example. This exchanger may also be a regenerative exchanger and more particularly a regenerative rotary exchanger based on the principle of Lugjstrom-type exchangers, as described in the French patent application No. 2 916 240 of the applicant, and which comprises a disc with a multiplicity of radial sectors alternately traversed by hot gases from the burner 12 and compressed gases from the compressor 16.

Cette turbine à gaz comprend également mais non obligatoirement un générateur de fluide chaud 30. Généralement ce générateur est constitué d'un échangeur 32 qui permet de chauffer un fluide, comme par exemple de l'eau pour la transformer en eau chaude ou en vapeur. This gas turbine also includes but not necessarily a hot fluid generator 30. Generally, this generator consists of an exchanger 32 that heats a fluid, such as water to transform it into hot water or steam.

Dans cette configuration, la turbine à gaz est appelée turbine à co- génération puisque elle produit à la fois de l'énergie électrique et de l'énergie calorifique. In this configuration, the gas turbine is called a co-generation turbine since it produces both electrical energy and heat energy.

Le brûleur 12 est du type classique avec un volume à l'intérieur duquel se produit la combustion d'un mélange entre un combustible gazeux et un 10 comburant gazeux, comme de l'air. The burner 12 is of the conventional type with a volume within which combustion of a mixture of a gaseous fuel and a gaseous oxidant, such as air, occurs.

Le moyen de gazéification 14 (ou gazéifieur) permet d'obtenir un gaz combustible à partir de la biomasse par une transformation thermochimique de cette biomasse en présence d'un composé gazeux (air, oxygène, dioxyde de 15 carbone, vapeur d'eau...) en atmosphère réductrice. Le résultat est la transformation de la matière, hormis les cendres, en un gaz combustible. Ce gaz combustible, appelé biogaz ou gaz de synthèse, contient essentiellement de l'oxyde de carbone et de l'hydrogène. Son pouvoir calorifique varie classiquement de 3,5 à 6 MJ/Nm3 selon sa concentration en 20 divers gaz inertes tels que l'azote et dioxyde de carbone, dont la concentration dépend essentiellement des agents de gazéification utilisés et du procédé mis en oeuvre. Les technologies existantes de gazéification de la biomasse qui peuvent 25 être appliquées à la présente invention sont de deux types : les réacteurs à lits fixes et réacteurs à lits fluidisés. Dans les procédés avec réacteurs à lits fixes, la biomasse est introduite dans ce réacteur par sa partie haute et réagit au contact de l'agent oxydant. Le résidu solide résultant de cette réaction, appelé cendres de gazéification, est 30 récupéré en partie basse du réacteur. L'agent oxydant, qui est dans ce cas généralement de l'air, traverse le réacteur. Le gaz combustible ainsi formé quitte le réacteur en entraînant avec lui une quantité non négligeable de produits de pyrolyse et de particules. Le principal avantage des procédés de gazéification à lit fixe réside dans leur simplicité de construction et sont de ce fait généralement utilisés pour les petites capacités. Pour les procédés à lits fluidisés, la biomasse, qui aura préalablement été réduite en taille (de un millimètre à quelques dizaines de millimètres au maximum) et séchée, est introduite dans un lit de sable, ce qui améliore les transferts de chaleur et de matière. Les réacteurs utilisés pour ce type de procédés peuvent être classés en trois catégories en fonction de la vitesse de fluidisation : les lits fluidisés denses, les lits fluidisés circulants et les lits entraînés. Préférentiellement, il sera choisi un réacteur à lit fixe pour les unités de petite puissance - inférieur à 500 KWe (KWe : KiloWatt électrique) - et à lit fluidisé circulant pour les unités de grosses puissances. The gasification means 14 (or gasifier) makes it possible to obtain a combustible gas from the biomass by a thermochemical transformation of this biomass in the presence of a gaseous compound (air, oxygen, carbon dioxide, water vapor. ..) in a reducing atmosphere. The result is the transformation of the material, except the ashes, into a combustible gas. This combustible gas, called biogas or syngas, essentially contains carbon monoxide and hydrogen. Its calorific value varies conventionally from 3.5 to 6 MJ / Nm3 depending on its concentration in various inert gases such as nitrogen and carbon dioxide, the concentration of which depends essentially on the gasification agents used and the process used. Existing biomass gasification technologies that can be applied to the present invention are of two types: fixed bed reactors and fluidized bed reactors. In processes with fixed bed reactors, the biomass is introduced into this reactor at its top and reacts with the contact with the oxidizing agent. The solid residue resulting from this reaction, called gasification ash, is recovered at the bottom of the reactor. The oxidizing agent, which is in this case generally air, passes through the reactor. The fuel gas thus formed leaves the reactor, carrying with it a significant amount of pyrolysis products and particles. The main advantage of fixed bed gasification processes is their simplicity of construction and are therefore generally used for small capacities. For fluidized bed processes, the biomass, which has previously been reduced in size (from a millimeter to a few tens of millimeters maximum) and dried, is introduced into a bed of sand, which improves the transfer of heat and matter. . The reactors used for this type of process can be classified into three categories depending on the fluidization velocity: dense fluidized beds, circulating fluidized beds and trained beds. Preferably, a fixed bed reactor will be chosen for small power units - less than 500 KWe (KWe: KiloWatt electric) - and circulating fluidized bed for large power units.

Le compresseur 16 comprend une entrée 34 de gaz frais contenant de l'oxygène, ici de l'air extérieur généralement à température ambiante, et une sortie d'air comprimé 36 aboutissant à une entrée d'air comprimé 38 de l'échangeur 18 par une ligne 40. La sortie de gaz comprimé chaud 42 de cet échangeur est reliée par une ligne 44 à l'entrée 46 de la turbine de détente 20. La sortie de gaz détendu chaud 48 de cette turbine est connectée à une ligne d'air chaud détendu 50 dont le rôle sera explicité dans la suite de la description. The compressor 16 comprises an inlet 34 of fresh gas containing oxygen, here outside air generally at ambient temperature, and a compressed air outlet 36 leading to a compressed air inlet 38 of the exchanger 18 through a line 40. The hot compressed gas outlet 42 of this exchanger is connected by a line 44 to the inlet 46 of the expansion turbine 20. The hot expanded gas outlet 48 of this turbine is connected to a line of air warm relaxed 50 whose role will be explained in the following description.

L'échangeur 18 comprend également une entrée 52 de fumées chaudes et une sortie de fumées 54 reliée à l'échangeur 32 du générateur 30 par une ligne 56. Ces fumées sortent de l'échangeur du générateur par une évacuation 58 pour être dirigées vers tous moyens d'évacuation et de traitement, comme une cheminée (non représentée). Le générateur de fluide chaud est ainsi utilisé notamment pour chauffer de l'eau entrant dans l'échangeur 32 par une entrée 60 et ressortant sous forme d'eau chaude ou de vapeur d'eau par une sortie 62 de cet échangeur. The exchanger 18 also comprises an inlet 52 for hot flue gases and a flue gas outlet 54 connected to the exchanger 32 of the generator 30 via a line 56. These flue gases exit the exchanger of the generator via an evacuation 58 to be directed to all evacuation and treatment means, such as a chimney (not shown). The hot fluid generator is thus used in particular for heating water entering the exchanger 32 through an inlet 60 and emerging in the form of hot water or water vapor through an outlet 62 of this exchanger.

Le gazéifieur 14, qui utilise ici le procédé avec réacteur à lit fixe, comprend une voie d'introduction 64 de la substance sous forme de biomasse, préférentiellement en partie haute du réacteur, et une admission 66 de gaz chaud détendu provenant de la ligne 50. Ce gazéifieur comprend, avantageusement dans sa partie basse, une évacuation 68 de résidus solides, appelés cendres de gazéification, résultant du procédé de gazéification. Le gaz combustible résultant de cette gazéification est évacué par une ligne 70 vers une admission 72 du brûleur 12. The gasifier 14, which uses the fixed bed reactor method here, comprises a route for introducing the substance in the form of biomass, preferably in the upper part of the reactor, and a heated hot gas inlet 66 coming from the line 50. This gasifier comprises, advantageously in its lower part, an evacuation 68 of solid residues, called gasification ashes, resulting from the gasification process. The fuel gas resulting from this gasification is discharged via a line 70 to an inlet 72 of the burner 12.

Comme cela est largement connu, ce gaz combustible contient une part non négligeable de composés hydrocarbonés à poids moléculaire élevé, plus communément appelés goudrons, qui génèrent des problèmes d'encrassement et de colmatage de tout type et plus particulièrement sur des canalisations. De plus et cela quelque soit la technologie de gazéification employée, l'étape de purification de ce gaz combustible est particulièrement importante pour des utilisations avec des moteurs à combustion interne qui ne tolèrent pas la présence de goudron dans ce gaz combustible. Cette purification est essentiellement réalisée par une opération de lavage, soit avec de l'eau, qu'il faut ensuite également purifier avant de la rejeter, soit avec un produit organique qui est généralement recyclé. As is widely known, this fuel gas contains a significant portion of high molecular weight hydrocarbon compounds, more commonly known as tars, which generate problems of fouling and clogging of any type and more particularly on pipes. In addition, and whatever the gasification technology used, the step of purifying this combustible gas is particularly important for uses with internal combustion engines that do not tolerate the presence of tar in this combustible gas. This purification is essentially carried out by a washing operation, either with water, which must then also be purified before rejecting, or with an organic product which is generally recycled.

Grâce à l'invention, la combustion du gaz combustible chaud, dès sa sortie du gazéifieur, permet d'éviter les problèmes de condensation des goudrons et par cela évite les étapes de purification de ce gaz combustible. Thanks to the invention, the combustion of the hot fuel gas, as soon as it leaves the gasifier, avoids the problems of condensation of tars and thereby avoids the steps of purification of the fuel gas.

En effet, les goudrons sont brûlés avec ce gaz et produisent de ce fait de l'énergie. Le rendement global du gazéifieur est donc amélioré compte tenu du fait que la dépense énergétique liée à la purification du gaz combustible est supprimée et que les goudrons participent au rendement thermique. Indeed, the tars are burned with this gas and thus produce energy. The overall efficiency of the gasifier is therefore improved, since the energy expenditure related to the purification of the combustible gas is suppressed and the tars contribute to the thermal efficiency.

Avantageusement, ce gaz combustible peut être mélangé avec du gaz détendu chaud provenant d'une ligne 74 en dérivation à partir d'un piquage 76 de la ligne 50 avant d'être introduit dans le brûleur 12 par l'admission 72. Advantageously, this combustible gas can be mixed with hot expanded gas coming from a bypass line 74 from a tapping 76 of the line 50 before being introduced into the burner 12 via the inlet 72.

Alternativement, la ligne de gaz combustible 70 peut aboutir directement à l'admission 72 du brûleur et, comme indiqué en traits pointillés sur la figure, la ligne en dérivation 74 de gaz détendu chaud peut aboutir à une autre admission 78 de ce brûleur de manière à y réaliser le mélange de gaz détendu chaud et de gaz combustible nécessaire à la réalisation de la combustion. Alternatively, the fuel gas line 70 can lead directly to the inlet 72 of the burner and, as shown in dashed lines in the figure, the bypass line 74 of hot expanded gas can result in another inlet 78 of the burner. to achieve the mixture of hot expanded gas and fuel gas necessary for the realization of combustion.

Les fumées chaudes sortant de ce brûleur sont dirigées vers l'entrée 52 de l'échangeur 18 par une ligne 80 pour le traverser et en ressortir par la sortie 54. The hot fumes exiting this burner are directed towards the inlet 52 of the exchanger 18 via a line 80 to cross it and out through the outlet 54.

De manière avantageuse, du gaz détendu chaud provenant d'une autre ligne 82 en dérivation de la ligne 50 peut aboutir sur la ligne 80. Comme illustré sur la figure, cette autre ligne en dérivation est issue d'un point de jonction 84 placé sur la ligne en dérivation 74 mais peut être issue d'un autre piquage sur la ligne 50. De même, du gaz détendu chaud provenant d'une ligne 84 en dérivation de la ligne 50 peut aboutir sur la ligne 56 reliant la sortie 54 de l'échangeur 18 au générateur 30. Cette autre ligne en dérivation est issue d'un point de jonction 86 placé sur la ligne en dérivation 82 mais peut être issue d'un autre piquage sur la ligne 50. Advantageously, hot expanded gas coming from another line 82 in line with line 50 may terminate on line 80. As illustrated in the figure, this other bypass line comes from a junction point 84 placed on the bypass line 74 but may be from another stitching on the line 50. Similarly, hot expanded gas from a line 84 bypass of the line 50 may lead to the line 56 connecting the outlet 54 of the exchanger 18 to the generator 30. This other bypass line is derived from a junction point 86 placed on the shunt line 82 but may be from another branch on the line 50.

Bien entendu, la ligne 50 et les lignes en dérivation 74, 82 et 84 peuvent porter des moyens de régulation de la circulation (non représentés) du gaz détendu chaud qui y circule. Ces moyens peuvent être des moyens de vannage, comme des vannes multi positions entre une position de pleine fermeture de la ligne concernée et une position de pleine ouverture de cette ligne. Par cela, il est possible de régler la quantité de gaz détendu chaud à introduire dans le gazéifieur 14 pour obtenir la qualité souhaitée de gaz combustible en sortie de gazéifieur, et/ou à mélanger avec le gaz combustible pour obtenir la combustion souhaitée dans le brûleur 12, et/ou à combiner avec les fumées chaudes sortant du brûleur pour régler la température du mélange qui traverse l'échangeur 18 et/ou à incorporer avec les fumées sortant de l'échangeur 18 pour régler la température du mélange qui parcourt l'échangeur 32 du générateur 30. Lors du fonctionnement du système comme illustré sur la figure unique, de l'air frais extérieur, de préférence un gaz frais contenant de l'oxygène à température et pression ambiantes, est admis à l'entrée 34 du compresseur 16 pour y être comprimé. Ce gaz air comprimé est ensuite envoyé par la ligne 40 à l'entrée 38 de l'échangeur 18 pour y être chauffé par échange thermique avec les fumées chaudes qui le traversent entre l'entrée 52 et la sortie 54. Of course, the line 50 and the bypass lines 74, 82 and 84 may carry means for regulating the circulation (not shown) of the hot expanded gas circulating therein. These means may be valve means, such as multi-position valves between a fully closed position of the line concerned and a full open position of this line. By this, it is possible to adjust the amount of hot expanded gas to be introduced into the gasifier 14 to obtain the desired quality of fuel gas output gasifier, and / or to mix with the fuel gas to achieve the desired combustion in the burner 12, and / or to combine with the hot smoke leaving the burner to adjust the temperature of the mixture that passes through the exchanger 18 and / or to incorporate with the fumes exiting the exchanger 18 to adjust the temperature of the mixture that flows through the exchanger 32 of the generator 30. During operation of the system as illustrated in the single figure, outside fresh air, preferably a fresh gas containing oxygen at ambient temperature and pressure, is admitted to the inlet 34 of the compressor 16 to be compressed. This compressed air gas is then sent via line 40 to the inlet 38 of the exchanger 18 to be heated by heat exchange with the hot fumes which pass through it between the inlet 52 and the outlet 54.

Cet air comprimé ressort de l'échangeur sous une haute température (de l'ordre de 700 à 900° C) pour être amené par la ligne 44 à l'entrée 46 de la turbine de détente 20. Sous l'effet de la pression et de l'énergie qu'il véhicule, ce gaz comprimé sous haute température génère une rotation de cette turbine. La rotation de cette turbine entraîne à son tour en rotation le compresseur 16 par l'arbre 22 et la génératrice 26 par l'arbre 28. Le gaz détendu chaud sortant de la turbine de détente 20, qui est sensiblement à la pression atmosphérique, est envoyé par la ligne 50 vers le gazéifieur 14 et/ou vers la ligne 74 (ou l'admission 78) et/ou la ligne 82 et/ou la ligne 84. La biomasse qui est introduite dans le gazéifieur par la voie 64 et le gaz détendu chaud qui est envoyé par la ligne 50 à l'admission 66 du gazéifieur permettent de réaliser un gaz combustible, comme cela a été décrit ci-dessus. Ce gaz combustible est envoyé vers l'admission 72 du brûleur 12, soit en étant mélangé avec du gaz détendu chaud provenant de la ligne en dérivation 74, soit directement dans le brûleur où il sera mélangé avec le gaz détendu chaud provenant de cette ligne par l'admission 78. La combustion du mélange entre le gaz combustible et le gaz détendu chaud permet de produire des fumées à haute température (de l'ordre de 800 à 1000°C) qui sont dirigées par la ligne 80 vers l'entrée de l'échangeur 18. Lors de la traversée de cet échangeur, les fumées cèdent une très grande partie de la chaleur qu'elles contiennent au gaz comprimé qui circule dans cet échangeur entre l'entrée 38 et la sortie 42. This compressed air leaves the exchanger under a high temperature (of the order of 700 to 900 ° C) to be brought via line 44 to the inlet 46 of the expansion turbine 20. Under the effect of pressure and the energy that it conveys, this compressed gas under high temperature generates a rotation of this turbine. The rotation of this turbine in turn rotates the compressor 16 by the shaft 22 and the generator 26 by the shaft 28. The hot expanded gas leaving the expansion turbine 20, which is substantially at atmospheric pressure, is sent via line 50 to gasifier 14 and / or to line 74 (or admission 78) and / or line 82 and / or line 84. The biomass that is introduced into the gasifier via route 64 and Hot expanded gas that is sent through the line 50 to the inlet 66 of the gasifier makes it possible to produce a combustible gas, as has been described above. This combustible gas is sent to the inlet 72 of the burner 12, either by being mixed with hot expanded gas from the branch line 74, or directly into the burner where it will be mixed with the hot expanded gas from that line by 78. The combustion of the mixture between the fuel gas and the hot expanded gas makes it possible to produce high temperature fumes (of the order of 800 to 1000 ° C.) which are directed by line 80 towards the inlet of the exchanger 18. During the passage of this exchanger, the fumes yield a very large part of the heat they contain to the compressed gas circulating in this exchanger between the inlet 38 and the outlet 42.

Ces fumées sortent de l'échangeur 18 et sont dirigées par la ligne 56 à l'entrée de l'échangeur 32 du générateur de fluide chaud 30 qu'elles traversent pour en ressortir par la ligne 58. L'eau qui est admis par l'entrée 60 récupère les calories véhiculées par les fumées en se réchauffant ou en se vaporisant pour ressortir de l'échangeur par la sortie 62. These fumes exit the exchanger 18 and are directed by the line 56 at the inlet of the exchanger 32 of the hot fluid generator 30 they cross to exit through the line 58. The water that is admitted by the Inlet 60 recovers the calories conveyed by the fumes by heating up or vaporizing to leave the exchanger via the outlet 62.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus mais englobe toutes variantes et tous équivalents sans sortir du cadre de l'invention tel que défini ci-dessus.10 The present invention is not limited to the examples described above but encompasses all variants and all equivalents without departing from the scope of the invention as defined above.

Claims

CLAIMS1) Power generation system, in particular electrical, comprising a gas turbine (10) with at least one compressor (16) with at least one compression stage, at least one expansion turbine (20), a heat exchanger (18) between said compressor and said expansion turbine, and a combustion means (12) supplied with a gaseous oxidant and a fuel gas, characterized in that the system comprises a gasification means (14) for converting a substance into a fuel gas for supplying the combustion means (12) with fuel.

2) electric power generation system according to claim 1, characterized in that the gasification means (14) comprises at least one expanded gas inlet (66) from the expansion turbine (20).

3) Electric power generation system according to claim 1 or 2, characterized in that the gasification means (14) comprises a fixed bed reactor. 20

4) Electrical power generation system according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger (18) is a regenerative heat exchanger.

5) A system for generating electrical energy according to one of the preceding claims, characterized in that the exchanger (18) is a rotary regenerative exchanger of sequential type.

6) A system for generating electrical energy according to one of the preceding claims, characterized in that the exchanger comprises an inlet (52) of a mixture of hot gases from the combustion means (12) and expanded gas from the expansion turbine (20).

7) A system for generating electrical energy according to one of the preceding claims, characterized in that the combustion means (12) comprises at least one inlet (72) of a mixture of combustible gas and expanded gas from the expansion turbine (20).

8) Electric power generation system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the combustion means (12) comprises at least one fuel gas inlet and a gas expansion inlet (78) from the expansion turbine (20).

9) Electric power generation system according to one of the preceding claims, characterized in that the substance comprises biomass in solid and / or liquid form. 15

10) A system for producing electrical energy according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a hot fluid generator (30) through which the hot gases exiting the exchanger (18). 10